2102204 Electrical Engineering Mathematics I
ตอน 2 ตึก 3 หอง 304 มานะ ศรียุทธศักดิ์
หอง 508 ตึกภาควิชาวิศวกรรมไฟฟา 6 ชั้น
ตํารา คณิตศาสตรวิศวกรรมไฟฟา ศ.ดร.มงคล เดชนครินทร
สํานักพิมพจุฬาฯ
การวัดผลการเรียน การบาน ทดสอบ 10 %
สอบกลางภาค 45 %
สอบปลายภาค 45 %
2102204 EE Math 1: Mana Sriyudthsak, Chulalongkorn Univ.
2102204 Electrical Engineering Mathematics I
เนื้อหา
บทที่ 1-4 สมการเชิงอนุพันธธรรมดาอันดับ 1 และอันดับสูงกวา 1
บทที่ 5-6 ผลเฉลยแบบอนุกรมสําหรับสมการเชิงอนุพันธธรรมดา(สามัญ) บทที่ 12-14 สมการเชิงอนุพันธยอย
บทที่ 15 ปญหาขอบเขต
บทที่ 22 ฟงกชันของตัวแปรเชิงซอน ฟงกชันวิเคราะห
การอินติเกรตในระนาบเชิงซอน อนุกรมเทเลอร อนุกรมโลรองต
ทฤษฎีบทเรซิดิวและการประยุกต การสงคงรูป(คงแบบ)
สมการเชิงอนุพันธสามัญ
(ordinary differential equation :ODE)
x y
dx y dy
y x
'
, : อนุพันธของ เทียบกับ
) ( '
, )
( x y f x
dx f
dy = =
: ตัวแปรตน (independent variable) : ตัวแปรตาม (dependent variable)
2102204 EE Math 1: Mana Sriyudthsak, Chulalongkorn Univ.
สมการเชิงอนุพันธสามัญ
(ordinary differential equation :ODE)
ODE Linear ODE
สมการเชิงอนุพันธสามัญ
เชิงเสน
Nonlinear ODE
สมการเชิงอนุพันธสามัญ
ไมเชิงเสน
ตัวแปรตาม(y) ฟงกชันเชิงเสน ฟงกชันไมเชิงเสน อนุพันธของตัวแปรตาม
(y’, y’’, ..)
ฟงกชันเชิงเสน ฟงกชันไมเชิงเสน
ไมมีผลคูณระหวาง y และ y’, y’’,…
มีผลคูณระหวาง y และ y’, y’’,…
Note: ไมสนใจวา x จะเปนอยางไร
y’’+5xy’+4y=0
y’’+5xy’+4y=cos(x)
y’’+5yy’+4y=cos(x)
y’’+ 5xy’+cos(y)=0
สมการเชิงอนุพันธสามัญ
(ordinary differential equation :ODE)
ODE Homogeneous
ODE :เอกพันธ Nonhomogeneous ODE :ไมเอกพันธ
Note1: สนใจวา x จะเปน
อิสระจาก y, y’,.. หรือไม x หรือ f(x) อยูติดกับ y, y’,.. เสมอ
มีพจน x หรือ f(x) ที่
ไมอยูติดกับ y, y’,..
Note2: ตองจัดรูปให y, y’.. ไมมีกําลังเปนลบ
y’’+5xy’+4y=0
y’’+ 5xy’+cos(y)=0
y’’+5xy’+4y=cos(x)
2102204 EE Math 1: Mana Sriyudthsak, Chulalongkorn Univ.
สมการเชิงอนุพันธสามัญ
(ordinary differential equation :ODE)
อันดับ (order) ของสมการ ODE
ระดับขั้น (degree) ของสมการ ODE
y’’+5xy’+4y=cos(x)
y’’’+5x(y’’) 2 +4xy’+4y=0 3 1
(y’’’) 2 + 5xy’’+4xy’+4y 3 =0 3 2
= อันดับสูงสุดของ อนุพันธ
= เลขชี้กําลังสูงสุดของ อนุพันธอันดับสูงสุด
2 1
ผลเฉลยของสมการเชิงอนุพันธ
รูปแบบ ลักษณะของผลเฉลย Ex:
ผลเฉลยทั่วไป
(general soln.)
ติดคาคงตัวไมเจาะจง อยางนอย 1 ตัว
y’’-y =o
y=Ae x , y=Be -x ผลเฉลยเฉพาะ
(particular soln.)
ผลเฉลยทั่วไปที่แทนคาคง ตัวไมเจาะจงดวยตัวเลข
y’’-y =o
y=2e x , y=3e -x ผลเฉลยบริบูรณ
(complete soln.)
ผลเฉลยทั่วไปที่
ประกอบดวยผลเฉลย ยอยๆที่เปนอิสระเชิงเสน
y’’-y =o
y=Ae x + Be -x
ผลเฉลยเอกฐาน
(singular soln.)
ไมอาจหาไดจากผลเฉลย ทั่วไปของสมการเชิง อนุพันธ
(y’) 2 -xy’+y=0
y=cx-c 2 : gen. soln.
y=x 2 /4 : singular
สมการเชิงอนุพันธสามัญอันดับที่ 1 (1 st order ODE)
1 st ODE Form
1.ตัวแปรแยกกันได
(variables separable form)
2.เอกพันธ
(homogeneous form)
3. แมนตรง
(exact form)
4.เชิงเสน
(linear form)
x N y
dy M y x N dx
y x
M ∂
= ∂
∂
= ∂ + ( , ) 0 , )
, (
dy y
x N dx
y x
M ( , ) = ( , ) dy y
g dx
x
f ( ) = ( )
) ( )
( x y Q x dx P
dy + =
y dy dx N
x M
y N x
dx M III dy
y dy Q
y dx q
x P
x p
dy y
q x P dx
y Q x
p II
dy y
g dx
x f
I
) ( ) 1
(
) ( )
( :
) (
) ( )
( ) (
) ( ) ( )
( )
( :
) ( )
( :
=
=
=
=
=
2102204 EE Math 1: Mana Sriyudthsak, Chulalongkorn Univ.
1 st ODE แบบตัวแปรแยกกันได (variables separable form)
1 st ODE แบบตัวแปรแยกกันได (variables separable form)
2 / 1 2 2
2
2 2 2 1
2
1 2
2
2 2
2
)]
1 ( [ ) 1
1 (
) 1
(
) 1
(
) 1
2 ( )
1 (
) 1
(
) 1
2 ( ) 1
1 ) (
1 ( )
1 ( : 1
) 1
( )
1 ( ) 1
1 ( )
1 ( :
ln
: ) 1 2 (
) ( )
( )
( )
( :
x k
y k
x e y
x e C y
x C n y
C x
n y
n x dx
dy x y
x dx dy x
dx y y x
dy x
So
xdx dy
x dy
xydx Solve
Ex
C dy
y g dx
x f dy
y g dx
x f I
C
C
−
=
⇒
=
±
− =
−
⎥ =
⎦
⎢ ⎤
⎣
⎡
−
⇒ −
=
−
⎥ =
⎦
⎢ ⎤
⎣
⎡
−
−
+
−
−
=
−
−
− ⇒
− =
= −
⇒ −
−
=
−
+
= +
−
+
=
⇒
=
∫ ∫
∫
∫ ∫
m l
l
l
1 st ODE แบบเอกพันธ (homogeneous form)
degree same
: ) , ( ),
, ( 2.
function s
homogeneou :
) , ( ),
, ( .
1
) , ( )
, (
y x N y
x M
y x N y
x M
dy y
x N dx
y x
M =
Homogeneous function
ree n
y x
F y
x F
y y
x x
y x
F
n
deg :
) ,
( )
, (
, :
0
) ,
(
λ
λ λ
λ
⇒
→
→
>
2102204 EE Math 1: Mana Sriyudthsak, Chulalongkorn Univ.
Condition:
1 st ODE แบบเอกพันธ (homogeneous form)
) (
) 0 (
: )
, 1 ( / ) ,
1 (
) 0 (
: )
, 1 ( / ) , 1 ( )
, ( / ) , (
/ 1 ,
0
/ 1 ,
0
) , ( / ) , ( )
, ( / ) , (
) , ( )
, ( )
, ( )
, (
x R y dx
dy
x x N y
x M y
x x N y
x M y
y x N y
x M
x x
while
x x
while
y x N y
x M
y x N y
x M
y x N y
x N and y
x M y
x
M
n n=
− <
− −
−
=
>
=
−
=
<
=
>
=
=
=
λ λ
λ λ λ
λ
λ λ
λ λ
λ
λ , ), ( , ) : homogeneou s function (
) , ( )
, ( y x N y
x M
dy y
x N dx
y x
M =
Note: M(x,y), N(x,y) ที่มี คาคงที่ในฟงกชัน จะไมเปนฟงกชันเอกพันธ Ex: M(x,y)=(4xy+5)
1 st ODE แบบเอกพันธ (homogeneous form)
form separable
variables }
) ( { :
) 2 (
form separable
variables 1
) ( } 1
) ( { :
) 1 (
) ( )
(
, ) ( )
( ,
) ) (
, (
) , ) (
, ( )
, (
⇒
=
⇒
=
=
=
⇒
− =
≠
=
−
⇒ +
=
∴
+
=
=
=
⇒
=
=
=
⇒
=
x dx y
dy x
y dx then dy x
u y u
R if
x dx u du
u then R
u u
R if
dx x du u
u dx R
x du u
u R
dx x du dx u
u dy x R
R y x u
ux y y
if
x R y y
x N
y x M dx
dy dy y x N dx y x M
2102204 EE Math 1: Mana Sriyudthsak, Chulalongkorn Univ.
1 st ODE แบบเอกพันธ (homogeneous form)
#
# ]
[ )
/ (
1
) 1 2 ( 1
2
2 2
2 2
) )(
2 (
: A2
#
# ]
[ )
/ (
) / 1 ( 2
2
) (
2 )
2 1 ( )
( 2
) 2 1 ( :
A1
functions.
s homogeneou degree
2 are 2
) 2 (
:
2 )
2 (
: ) 3 2 (
2 / 1 1 1
2
1 2
2 1
3 3
2
2 3
2 2
2
2 / 1 2
2
2 2
2 2
nd 2
2
2 2
C x n x y
C x n x
y
C y x n
y y n x
n C
y v n
v n
y dy v dv
dy v v ydv
ydv v
vdy ydv
ydv v
vdy dy
v dy
vy ydv
vdy v
y
ydv vdy
dx vy
x set
C x n x y
C x
n x
y
C x n u
dx x udu
uxdu dx
xdu udx
u dx
u xdu
udx u
x dx
u x
xdu udx
dy ux
y set
xy and
y x
Solution
xydy dx
y x
Solve Ex
−
±
=
⇒
−
=
⇒
+
−
⎟ =
⎠
⎜ ⎞
⎝
− ⎛
−
⇒ +
−
=
−
⇒
−
= +
⇒
−
= +
⇒
= +
+ +
⇒
= +
+
⇒
+
=
⇒
=
+
±
=
⇒ +
=
⇒
+
=
⇒
⇒
=
⇒
=
⇒
+
= +
⇒ +
= +
⇒
+
=
⇒
=
+
= +
−
∫
∫
l l
l l
l l
l
l l
l
1 st ODE แบบแมนตรง (exact form)
2102204 EE Math 1: Mana Sriyudthsak, Chulalongkorn Univ.
#
# ...
0 ) 2
( ) 2 3 (
) 2 (
) ( 3 ) 2 (
0 ) 2 (
) ( 3 ) 2 (
0 ) 2 2
( ) 3 3
( ) 4 (
) 3 2 2
3 3 (
) 1 3 4 (
) 2 2
3 ( ) 2 2
3 ( )
1 3 4
( )
1 3
4 (
. s homogeneou not
are ) 2 2
3 ( )
1 3 4 ( :
0 )
2 2
3 ( )
1 3 4
( :
) 4 2 (
#
# 0
) 0 , ( )
, (
) , ) (
, ) (
, ) (
, ( :
) , (
, 0
) , ( )
, (
2 2
2 2
2 2
=
⇒
=
−
− +
− +
⇒
=
− +
+
−
⇒
⇒
=
− +
+
−
⇒
=
− +
+ +
−
⇒∴
∂
= ∂
∂
⇔ ∂
∂ =
− +
= ∂
∂
+ +
−
∂
− +
≠
− +
+ +
−
≠ + +
−
− +
+ +
−
=
− +
+ +
+
−
−
⇒
⇒
=
⇒
∂ = + ∂
∂
⇒∴ ∂
∂
= ∂
∂
= ∂
∃
∂
= ∂
∂
= ∂ +
∫
∫
y C
x x y x
y
C y
y xy
x x
y y
d xy d x
x d
dy ydy
xdy ydx
xdx dx
x N y
M x
y and x
y y but x
y x
y x
and y
x y
x
y x
and y
x Solution
dy y
x dx
y x
Solve Ex
f df
y dy y x dx f
x y x f
y y x y f
x N x and
y x y f
x M y
x f
x N y
dy M y x N dx y x M
λ λ
λ λ
Q λ
1 st ODE แบบแมนตรง (exact form)
# ...#
) 2 ln(
0 1 )
2 ln(
1
) 0 (
) (
2 0 1
form exact
) (
) 2 1 (
) (
) 2 (
0 ) 1
( 1
. factor g
integratin as
) (
of function a
is which )
( use 1
).
2 ( ) 1
2 ( 1
. form exact
in not ) 2
0 ( ) : (
0 )
( :
) 5 2 (
2 2 2
2
2 2
2 2 2
2
2 2 2 2
2 2
2 2 2
2
2 2 2
2 2
2
2 2 2
2
2 2 2
2
2 2 2
2
=
⇒
=
−
⎟ +
⎠
⎜ ⎞
⎝
⇒ ⎛
⇒
⎥⎦ =
⎢⎣ ⎤
⎡ ⎟ + −
⎠
⎜ ⎞
⎝
⇒ ⎛
= + −
⇒ +
= + −
⇒ +
+ ⇔
−
⎟ =
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
− +
∂
= ∂
∂
= ∂ +
= −
⎟ ⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛ +
∂
= ∂
∂
∂
=
⎟ ⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
− + + −
+ ⇒
⇒
+ +
+
⇔ +
= +
∴
⇒
−
∂ =
− +
−
= ∂
∂
≠ ∂
∂ =
= ∂
∂
∂
=
− +
−
−
∫ x y y C y
y y
x d
y dy x
y x dy d
y x
ydy xdx
y x
x y y
x y x
x N y
x
y x y
x x y
y Now M
y dy x
dx y y x
x y
multiply x
y y x
x
y x of
form al
differenti exact
y x d ydy
xdx but
x x
y y x x
N y
x y
Solution M
dy y y x xdx Solve
Ex
1 st ODE แบบแมนตรง (exact form)
#
# 2 ...
1 1
2 0 1 0 1
) (
) (
. factor g
integratin as
) /(
1 using then
) ( of
form al
differenti is
) (
Since
0 )
( 0
) (
:
form.
exact ) not
( )
. ( 2
function.
s homogeneou not
are )
( ), ( 1.
:
. factor g
integratin using
) (
: ) 6 2 (
2
2 2
2
2 3 2
3 2 3 2 3
2 3
=
⇒
=
− +
⇒
⇒
⎥ =
⎦
⎢ ⎤
⎣
⎡ − +
⇒
= +
⇒
+
= +
⇒
= +
+
⇒
∂ ∴ +
≠ ∂
∂
∂
+
+ +
−
∫ xy x C y
xy x d
xy xdx xy d
xy
xy d
ydx xdy
dx y x xy
d dx
y x ydx
xdy reform
y
y y
x x
x
y y
x x
Solution
dx y y
x xdy
Solve Ex
2102204 EE Math 1: Mana Sriyudthsak, Chulalongkorn Univ.
1 st ODE แบบแมนตรง (exact form)
#.
2 # 2 tan
1
2 0 2 tan
0 1 )
/ ( 4 1
1
4 4 1
) (
. factor g
integratin 1 as
using then
: but
form.
exact not
: ) ( ), 4
( . 2
eous.
nonhomogen :
) ( ), 4
( . 1 :
) 4 (
: ) 7 2 (
1
1 2
2 2
2 2
2
2 2
2 2
2 2
2 2
C x x
y
x x d y
x dx d y
x y
x dx y x
d y x dx
y x
x
ydx xdy
x x
d y x ydx xdy
x y
y x
x y
y x
Solution
dx y
x ydx
xdy Solve
Ex
=
⎟ +
⎠
⎜ ⎞
⎝
⇒ ⎛
⎥⎦ =
⎢⎣ ⎤
⎡ ⎟ +
⎠
⎜ ⎞
⎝
⇒ ⎛
=
⎟ +
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
⇒ +
⎟⎟ ⎠
⎞
⎜⎜ ⎝
⎛ ⎟
⎠
⎜ ⎞
⎝ + ⎛
−
⎟ =
⎠
⎜ ⎞
⎝
⇒ ⎛
⎟ ⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛ +
−
− =
∴
⎟ ⎠
⎜ ⎞
⎝
= ⎛
−
+
−
−
+
−
−
+
−
=
−
−
−
−
∫
1 st ODE แบบแมนตรง (exact form)
Finding integrating factor:
⎥ ⎦
⎢ ⎤
⎣
⎡ ⎟
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
∂
− ∂
∂
= ∂
=
⎟ ⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
∂
− ∂
∂
∂
∂
≠ ∂
∂
∂
⎥ ⎦
⎢ ⎤
⎣
⎡ ⎟
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
∂
− ∂
∂
= ∂
=
⎟ ⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
∂
− ∂
∂
∂
∂
≠ ∂
∂
∂
= +
∫
∫
y dx M x
N y M
y y M x
N but M
x N y
if M
x dx N y
M x N
x x N y
M but N
x N y
if M
dy y
x N dx
y x M For
exp 1 )
( is
factor g
integratin then
) 1 (
. 2
exp 1 )
( is
factor g
integratin then
) 1 (
. 1
0 )
, ( )
, (
μ
μ μ
μ
2102204 EE Math 1: Mana Sriyudthsak, Chulalongkorn Univ.
1 st ODE แบบแมนตรง (exact form)
[ ]
( )
[ ] ( )
( ) ( ) ( ) # #.
2 1 2
) 1 ( 2
2 0 1
0 )
( 2 )
(
* 0
) (
2 ) (
0 )
( ) (
0 )
(
2 1 exp
exp )
( is factor g
integratin then
) ( 2
) 0 2
1 ( . 1
2
1 . exp )
( factor g
integratin use
not can
then
) ( ))
2 ( 0 ) ( (
1 . 1
1 :
0 )
( )
5 2 )(
8 2 (
1 2
2 2
2
2 2
2 2
2 2
2 2
2 2
2 2
2 2
2 2
2
2 2
2 2
2 2
2 2
2
C C
n y
y x
n C
n y
x n y
n
C y
x e
y x
e d
dy y x
y e d x
e e
dy y y x
d x
dy y x
ydy xdx
dy y y
x xdx
e dy y dx
M x
N y M
y x x
y M x
N but M
x N y
M
x dx N y
M x N
x y x
y x
x N y
M and N
x N y
Solution M
dy y y
x xdx Solve
Ex
y y
y y
y
y
=
=
− +
⇒
= +
+
−
⇒
⇒
= +
⇒
⇒
= +
⇒
= +
+ −
⇒
⇒
= +
+ −
⇒
= +
− +
⇒
=
− +
−
∴
=
−
⎥ =
⎦
⎢ ⎤
⎣
⎡ ⎟
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
∂
− ∂
∂
= ∂
=
−
=
−
−
=
⎟ ⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
∂
− ∂
∂
∂
∂
≠ ∂
∂
∂
⎥ ⎦
⎢ ⎤
⎣
⎡ ⎟
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
∂
− ∂
∂
= ∂
≠
−
− − +
= −
⎟ ⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
∂
− ∂
∂
∂
∂
≠ ∂
∂
∂
=
− +
−
−
−
−
−
−
−
−
−
∫
∫
∫
∫
l l
l l
l
μ
μ μ
μ
1 st ODE แบบเชิงเสน (linear form)
2102204 EE Math 1: Mana Sriyudthsak, Chulalongkorn Univ.
+ ∫
∫
= ∫ + ∫
∫ ∫
=
∴
+
=
⇒
+
=
⇒
⇒
=
⇒
=
= +
= ∫
± ∫
=
⇒ +
=
⇒
=
⇒
=
= +
⇒
= +
−
−
∫
∫
∫
∫
∫
∫
dx x P dx
x P dx
x P dx
x P dx
x P dx
x P
dx x P dx
x k P
Ce dx
x Q e
e e
k dx C x Q e
k e
k y
x dx C
x Q x x
y
C dx x Q x y
x dx
x Q x y
x d
x Q dx x
y x y d
dx x d dx x dy then
e k e
e x
k dx x P x
n
dx x x P
x x d
P dx x
x satisfy d
that x
select
x Q x y
x P dx x
x dy x
x Q y x dx P
dy
) ( )
( )
( )
( )
( )
(
) ( )
(
) ( ] [
' ) '
( ] '
[ '
1
) ( ) '
( ) ) (
( 1
' )
( ) ( )
( )
( ) ( ]
) ( [
) ( ) ] (
) ( [ )
) ( (
' )
( )
( )
(
) ) (
( ) ) (
( ) ) (
) ( (
) ( ) ( )
( ) ( )
( )
( factor g
integratin using
) ( )
(
φ φ φ
φ φ
φ φ
φ φ φ φ
φ φ
φ φ φ
φ φ
φ φ
φ φ
l
1 st ODE แบบเชิงเสน (linear form)
# 5 #
4 1 5
4 1
1
#.
# 4
4
0 )
4 (
4 ) ( 4
) (
: form al
differenti
) 1 1 (
) 4 (
form Exact
0 )
4 ( 0
4 '
: 3
#
# 4
4 4
) (
) 4 ] (
)[
(
) ( factor g
integratin using
: 2
#.
# )
4 ( ]
/ 4 ][
1 [ )
( ) '
( ) ) (
( since 1
) / 1 ( )
( ,
' ) ( factor g
integratin using
/ 4 ) ( ,
/ 1 ) ( ,
/ 4 )
/ 1 ( ' :
Solution1
1 1
, 0 4 '
: ) 9 2 (
) (
) ( )
(
y x C C
y x
x y C
C x
xy
xy d dx
xy d dx
ydx xdy
x x x
N y
y y
M
dx y
xdy y
xy Solution
x y C
C x xy
dx xy
d
dx xy d dx
y dx dx x dy dx y
x dy x
x by multiply
x e
x Solution
x C x
dx C x x x
x dx C
x Q x x
y
x e
e x
n dx x dx
x P e
k x
x x
Q x
x P x
y x y
x when y
y xy Solve
Ex
dx x P
x dx n
x P dx
x P
+
−
=
⇒
=
⇒ +
−
=
=
⇒
=
+
−
=
⇒
= +
⇒
= +
= +
= +
+
∴
∂ =
= ∂
∂
= ∂
∂ = +
= ∂
∂
∂
⇔
= +
+
⇒
= + +
+
−
=
⇒ +
−
=
⇒
⇒
−
=
⇒
−
=
= +
= +
⇒
=
∫ =
=
+
−
= +
−
= +
=
=
∫ =
⇒∴
=
∫ =
= ∫
−
=
=
−
= +
⇒
=
=
= + +
−
∫
∫
∫
∫
∫
Q
l
lφ
φ φ φ
φ
φ
การประยุกตทางวิศวกรรมไฟฟา
. 0 0
. :
) 10 2
( − Find i as function of t i = at t = Ex
2102204 EE Math 1: Mana Sriyudthsak, Chulalongkorn Univ.
#.
# )
1 (
0 ,
0 0
,
*
* )
* (
*
*
* )
( by multiply
) ( :
factor g
integratin
) ( )
( ,
, :
) (
L t t R
L R L t R L t
R
L t R
R e e E
R E R
i E
R C E
R C i E
t R Ce
i E
C R e
L L C E
dt L e
e E i
L e e E
i d L e
e E L i e R
dt x di
e e
e x
t Q i t dt P
di L
i E L R dt E di
dt Ri L di
Ri dt V
L di V
E V
V Solution
L t t R
L R
L t t R
L t R
L t R
L R
L t dt R
L dt R
x P
R L
R L
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝
−⎛
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝
−⎛
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝
−⎛
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
−
=
−
=
⇒
−
=
⇒ +
=
⇒
=
→
= +
=
⇒
⎟ +
⎠
⎜ ⎞
⎝
= ⎛ +
=
⇒
=
⇒
= +
⇒
∫ =
∫ =
=
= +
⇔
= +
⇒
= +
⇒
∴
=
=
= +
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝
⎟ ⎛
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝
⎟ ⎛
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎟ ⎛
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎟ ⎛
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
∫
∫
φ
φ
การประยุกตทางวิศวกรรมไฟฟา
EX: ความชันของเสนแรงสนามไฟฟาจะเปนผลหารระหวางสวนประกอบในแนวแกน y (E y ) กับ สวนประกอบในแนวแกน x (E x ) ถา E=(1/x)a x – (1/y)a y จงตั้งและแกสมการอนุพันธ
#
# )
(
0 )
2 ( 1
0 )
/ 1 (
) / 1 (
, 1 : 1
2 2
2 2
C y
x
y x
d
ydy xdx
y x x
y dx
dy
E y E x
Solution x y
= +
⇒
= +
⇒
= +
⇒
−
− =
=
∴
−
=
=
2102204 EE Math 1: Mana Sriyudthsak, Chulalongkorn Univ.
Bernoulli equation:
) ) (
( ) ) (
( ) 1
(
2 2
2 2 2
2 /
:
) ( ) 1
( )
( ) 1
(
) ( ) 1
( )
( ) 1
(
) ( )
) ( 1
(
) 1
( )
1 (
) 1
( :
2 2
' 2
' '
' '
2 ))
1 ( 1 ( '
'
1 '
'
' '
'
' '
1
x dx C
x Q x x
z e
e x
x z
z x
y y z
y x y z
yy z
y y
z y
x y y
Ex
ODE Linear
x Q n z
x P n z
x Q n y
x P n z
y x Q y
x n P
y z
n y z y
n y z
y y n z
y z assume
dx x
n
n n
n n
n n
φ φ
φ = ∫ = ⇒ = φ +
= +
⇒
= +
⇒
= +
⇒
=
⇒
=
=
⇒
= +
≡
−
=
− +
−
=
− +
=
− +
∴
= −
= −
−
=
⇒
=
∫
−
−
−
−
−
−
y n
x Q
y x
P
y ' + ( ) = ( )
Riccati equation:
1 )
2 1 ( '
:
) ( )]
( )
( 2 [
) ( )
( )
( 2 1
) ( )
( )
( )] 2
( )
( )
( [
) ( 1 )
)(
( 1 )
)( 2 1 (
) ( )
( )
(
1 : 1
) ( )
( )
( )
(
2 '
2 '
2
2 2
2 2
' 2 '
2 '
' 2 '
'
2 '